EP0609178A1 - Method and apparatus for bidirectional transmission of information (protocol) - Google Patents

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EP0609178A1
EP0609178A1 EP94810033A EP94810033A EP0609178A1 EP 0609178 A1 EP0609178 A1 EP 0609178A1 EP 94810033 A EP94810033 A EP 94810033A EP 94810033 A EP94810033 A EP 94810033A EP 0609178 A1 EP0609178 A1 EP 0609178A1
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EP
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communication partner
bit
transmission
information
receiving
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EP94810033A
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Max B. Dipl.-Ing. Eth Gut
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Gut Max B Dipl-Ing Eth
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Royale Consultants Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
    • H04L12/4135—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD] using bit-wise arbitration
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for bidirectional information transmission, the transmission being carried out using a protocol between communication partners, which have each transmitter and receiver, and wherein the information is transmitted bit-serially and the direction of the information flows can be switched.
  • Such methods can be used to carry out information transmission between communication partners - such as computers and printers - or other intelligent electronic systems that are not connected to one another by cable, in which case infrared light or radio can be used as the transmission medium.
  • Such methods can also be used in connection with communication networks, it being possible for information to be exchanged between communication partners who are connected via conductors in the network and those who are not connected to the network via conductors.
  • the network When communicating in networks with multiple participants, the network must manage itself automatically, ie it It must be determined which participants can communicate with each other at what times based on which criteria.
  • the set of rules and agreements for the administration of a network and the automatic implementation of an orderly exchange of information between the communication partners is the protocol.
  • the protocol In more complex network administrations, the protocol is based on a decentralized administration, in which each participant can be "master" and takes over part of the administrative task. The protocol determines how a participant has to use and release the network.
  • CSMA protocols are therefore not possible if, due to the transmission medium or the transmission method, a communication partner cannot hear at the same time what other communication partners are sending while sending information.
  • An example of this are radio channels in which the opposite station (s) can no longer be heard due to extremely different field strengths during transmission.
  • Another example are transmission systems based on optical fibers, in which the information is only transmitted unidirectionally due to the space multiplexing used.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method and a device for carrying out the method of the type mentioned at the beginning, in which a CSMA / CA protocol can be used for the transmission of information.
  • a communication partner who needs to be transmitted and has not yet received a bit identifies himself as the initiating communication partner, and one who has no transmission requirement but has received a bit identifies himself as the receiving communication partner.
  • the initiating communication partner sends a double-length start bit expressing its identification and then waits for a certain time during which the receiving communication partner sends back an echo in the form of a single-length start bit.
  • the initiating communication partner waits for an echo after each bit sent and compares it with the bit sent when it arrives, aborting its transmission if it is not equal.
  • the identification of the initiating and the receiving communication partner is removed.
  • KP1 and KP2 denote communication partners, such as computers or other intelligent electronic systems.
  • the communication partners KP1, KP2 are each equipped with a transmitter 2 and a receiver 3 (FIG. 2).
  • the transmitters For the purpose of information transmission by means of infrared light IR, the transmitters have light-emitting diodes D1, D3 and the receivers photodiodes D2, D4.
  • Information to be sent is supplied via lines TxD and information received is forwarded via line RxD.
  • each communication partner KP1, KP2 has a control unit 1, which is connected to the transmitter 2 via a line Out_TxD and to the receiver 3 via a line In_RxD.
  • An oscillator 4 is connected to the control unit 1 and generates a clock signal with a frequency of, for example, 5.0688 MHz.
  • the control unit 1 is connected via lines Input_TxD and Output RxD to a voltage level converter 5, to which the information to be sent is supplied via line TxD and which outputs the received information via line RxD.
  • the dashed arrows IR_Tx, IR_Rx symbolize the information to be transmitted, transmitted or received by means of infrared light.
  • the receiver 3 is connected to the control unit 1 via a further line Rx_Control. Flow_bridge, Test and Loop_back refer to three inputs of control unit 1, via which the corresponding operating modes described in more detail below can be activated.
  • the transmitter 2 contains a driver stage 6, a power FET 7 connected downstream of the driver stage 6 and two light-emitting diodes 8, 9 arranged in the output circuit
  • the control unit 1 feeds the line Out_TxD connected to the input from the control unit 1, whereby the light emitting diodes 8, 9 emit oscillation packets (bursts) with a frequency of 460.8 kHz, for example, and the oscillation packets form rectangular, modulated wave trains (enveloping, Fig. 7).
  • the control unit 1 contains a transmitting part 10, a receiving part 11 and a switching mechanism 12 (state machine).
  • the parts 10, 11 are connected to the switching mechanism 12 via lines BS, S_Bit or BR, R_Bit, the transmitting part 10 and receiving part 11 performing transmission-related or reception-related tasks and the switching mechanism 12 coordinating the function of both parts 10, 11 and signals (Rx_Control ) generated, which are necessary for the control of the receiver 3.
  • the transmitting part 10 has a modulator 10.2 and a multiplexer 10.3, which are explained in more detail below on the basis of the functional description.
  • TA, TB, TC and TD denote data telegrams which are sent by communication partners KPA, KPB, KPC and KPD, which are connected to one another via a bus (BU in FIG. 11) of a wired network .
  • Arrows P1 symbolize access intentions, while arrows P2 symbolize possible collisions and numbers 1 to 7 represent possible access or collision times.
  • the mode of operation of a CSMA / CA protocol is described below with reference to FIG. 5:
  • KPA intends to transmit data
  • KPD time 7
  • KPB duration 7
  • FIG. 6 illustrates the temporal bit distribution used in the present bit-serial method.
  • the time interval ta between the beginning of the successive bits of an information flow is divided into two halves tb, tc of the same time.
  • the bits are only transmitted during the first half tb, the second halves tc representing unused time periods for the relevant information flow.
  • This makes it possible for an initiating communication partner to operate almost simultaneously with the transmission of a bit, ie within the same time period ta, whose echo can be heard, which a receiving communication partner sends back in the second halves tc (see also FIG. 8).
  • the term “signal element” is also used for the time interval ta.
  • FIG. 9 serves to explain the "space problem" in the case of a wireless local connection between several communication partners.
  • a room 20 with a non-continuous partition 21 is assumed, in which there are several communication partners KP1, KP2, KP3.
  • a first and a third communication partner KP1, KP3 are separated by the partition 21, while a second communication partner KP2 occupies a position which may lie on the extension line of the partition 21.
  • the first communication partner KP1 is an initiating communication partner IKP and thus sends a start bit of double length (D, FIGS. 7 and 8). Since it lies in the common first area 22, the second communication partner KP2 receives the double start bit, therefore identifies itself as the receiving communication partner EKP and immediately sends an echo in the form of a start bit more easily Length (B, logical "1", FIGS. 7 and 8) from (Loop_back mode), the echo being transmitted in the unused time periods tc (FIGS. 6 and 8).
  • the third communication partner KP3 could not receive (hear) the double start bit from the initiating communication partner IKP because of the partition 21.
  • the common third area 24 receives the simple start bit from the second communication partner KP2, thereby becoming a receiving communication partner EKP, but does not emit an echo because of the received simple (echo) start bit.
  • the third communication partner KP3 thus “knows” that there is a connection (carrier sense) and does not transmit.
  • the second communication partner KP2 becomes the initiating (IKP) and sends a double start bit
  • this is received (heard) by the first and third communication partners KP1 and KP3 at the same time because of the common second area 23, both of which are referred to as Label the EKP and send a simple start bit back as an echo.
  • an initiating or a receiving communication partner is identified in the control unit 1 by setting corresponding memories (not shown) (for example in the form of flip-flops).
  • the immediate repetition of the information as an echo in turn ensures that the communication partners sending at the same time can check in the second half of the signal element whether the information sent is actually the information received corresponds to ("test" mode).
  • the two sending communication partners do not hear an error on the return channel despite the collision, since both are now marked as IKP and cannot send an echo back.
  • An initiating communication partner cannot distinguish whether a) there is no other communication partner in the current send / receive area or whether b) a collision has just occurred.
  • the procedure is therefore as follows: If a sending communication partner does not receive the same information in the arbitration phase as the one it sent (i.e. a different or no echo), it must immediately stop the transmission in accordance with the CSMA / CA protocol and only then to start again when he has ensured that no other communication partner is transmitting due to the "carrier sense" mechanism.
  • the selection strategy is based on the bisection algorithm:
  • the communication partner who has a logical "1" in the last bit of his own address starts a time later, while the one with a logical "0" in the last bit immediately tries to access again.
  • the second last bit of the address is used in the next attempt, and in the case of further necessary attempts the decisive bit shifts to the most significant address bit. If no answer is heard during the attempt, it must be assumed that the communication partner does not find a corresponding communication partner in its send / receive area and therefore cannot establish any communication at all.
  • the selected basic unit of the waiting time must be greater than the dead time of the system.
  • S1 denotes the start bit, D0-D7 eight data bits, PB the parity bit and S2 the stop bit of a character (character).
  • KPA to KPF six communication partners are designated by KPA to KPF, which are connected to one another via a bus BU and form a wired communication network.
  • Mobile communication partners KPa, KPb, KPc are connected to each other and to the wired communication network via infrared light IR or radio, forming a non-wired network. However, they may not always be reachable or from other locations. In such combined networks, it is therefore not determined in advance with which further communication partners in the wired network a mobile communication partner wants or can connect at any given time via the non-wired network part. In particular, he does not know the addresses of possible communication partners in the wired network with whom he could contact. However, he must also not send a message to several communication partners at the same time, since otherwise all of these communication partners receive this information would convey to the target communication partner via the wired network, which would lead to an impermissibly large and unnecessary bus load.
  • a service function is provided with which the address of a possible communication partner can be requested (general request).
  • Such a service function must be clearly distinguishable from the exchange of user data, and it in turn has to be limited only to the communication partners located in the current transmission / reception area of the initiating, mobile communication partner.
  • the signal alphabet element A (FIG. 7) in the first transmitted data bit of a character is used, which marks the transition to a service function (service channel).
  • the information subsequently transmitted does not belong to the actual flow of useful information to be transmitted.
  • the remaining seven data bits D1-D7 of the character (FIG.
  • up to 128 different service commands can be transmitted, which are only valid locally for the receiving communication partner (s) and are not transmitted any further.
  • the desired address of the possible communication partners can also be queried according to the rules of the CSMA / CA protocol.
  • Logical addresses are requested for certain applications, so that a function that is implemented in a location-specific manner at several different locations can also be carried out location-specifically by a mobile communication partner, i.e. that no bit combination of any kind of the useful information flow can unintentionally trigger a service function or vice versa. This is possible because the two types of modulation are chosen to be orthogonal to each other.
  • the transmitting and receiving parts 10 and 11 and the switching mechanism 12 work together in a handshaking mode of operation (see also FIG. 4).
  • the transmitting part 10 uses a BS signal (bit to send, request) to report to the switching mechanism 12 that a start bit has currently been supplied on the Input_TxD line and that the bits of the incoming character are now to be transmitted.
  • the switching mechanism 12 reports to the transmitting part 10 with an S_Bit signal (send bit, command) that the time for sending the bit is now given.
  • the receiving part 11 reports to the switching mechanism 12 with a BR signal (bit received) that it has received a start bit from the receiver 3 via the line In_RxD.
  • the switching mechanism 12 now controls the current reception times of the next bits to be received with an R_bit signal (receive a bit).
  • a communication partner needs to be transmitted and has not yet received a bit, it waits two signal element durations before it starts to send and during this time hears whether the transmission medium is not already occupied (carrier sense). Then he identifies himself by initiating a flip-flop, not shown, as the initiating communication partner IKP, the "Test" mode being activated at the same time. Now he sends a start bit D of double length and switches from transmission to reception at the end of the first half signal element duration tb (FIG. 8), after which he waits for the next, second half signal element duration tc. During this time, it receives an echo in the form of a start bit B of simple length (FIG. 8).
  • the modulator 10.2 is in the starting position, i.e. in state Z0. As soon as a bit is to be sent, this is reported to the modulator 10.2 by the switching mechanism 12, the system jumping to the state Z5 or Z1 depending on the type of communication partner (IKP or EKP) and sending out a single or a double start bit becomes.
  • the system reaches states Z2 or Z6 via T2 or T8, where an S_bit counter (not shown) is decremented and then serviced.
  • the current bit is sent in state Z3, either immediately (if a logical "1" is to be displayed) or after a waiting time of half the duration of half the signal element (in the case of a logical "0") .
  • the S_Bit counter is decremented in state Z4 and then waited again. After this waiting time, the next bit can be sent (T11, Z3).
  • two pseudo bits are waited for synchronization purposes if the flow bridge mode is activated in control unit 1 (T10). During this time, the output of the modulator 10.2 is blocked.
  • Z4 changes to state Z1 via T5, where it is sent as a double-length start bit. If the communication partner is an EKP, the transition jumps to state Z5 via transition T12. If this start bit does not immediately follow, jump to state Z0 as the starting position is again made via T6 (the flow bridge is thus broken).
  • a communication partner who has no need for transmission receives a bit, it identifies itself as a receiving communication partner EKP by setting a further flip-flop, not shown. If the bit is a start bit D of double length and the operating mode "Loop_back" is activated, after receiving the start bit D of double length the end of the first half signal element duration tb is waited for and then switched from reception to transmission and an echo in the form of a start bit B is easier Length sent back during the second half signal element duration tc (Fig. 8). In the same way, all further bits received are sent back as an echo until the information transmission is complete, after which the further flip-flop is reset and the identification of the communication partner is thus removed again.
  • the starting point is state Z0.
  • a change of state is always triggered here by the appearance of the positive edge of a start bit, which is introduced by receiver 3 via line In_RxD.
  • a receive counter (not shown) is loaded with the value 13 in the next state, otherwise with the value 11.
  • a flip-flop (not shown) is loaded with the value 13 in the next state, otherwise with the value 11.
  • a BR flip-flop is set, which reports to the switching mechanism that a bit can be received.
  • the start bit itself is loaded into a buffer, not shown.
  • the state Z5 or Z8 is jumped to in accordance with the current communication partner type (IKP or EKP). If the communication partner Is IKP, it waits in state Z5. If, on the other hand, it is EKP, it will now reset the In_RxD signal in state Z8 by pulsing discharging of a capacitor (not shown) and then wait. If the capacitor can be recharged by an oscillation packet by the end of half the signal element (reported by the negative edge of the R_Bit signal), this is reported by the positive edge of the In_RxD signal.
  • IKP current communication partner type
  • T7 is the appearance of the negative edge of the R_Bit signal, which marks the end of half the signal element before the In_RxD signal appears. If the positive edge of the In_RxD signal is recognized beforehand, the transition takes place in Z7, where the end of half the signal element is then waited for. T8 is an immediate jump after blocking the transmitter in Loop_back mode.
  • state Z9 the receive counter is decremented, the received bit is output and the next half signal element is awaited for reception. This time is reported by the R_Bit signal from the switching mechanism 12, which causes the transition T20 to the state Z10.
  • a discriminator counter (not shown) is initialized. If the rising edge of the In_RxD signal is now detected during the first half of the half signal element, a buffer is set to logic "1" and the end of half the signal element is then waited for (Z10, T18, Z13, T16, Z14).
  • state Z10 is exited via T14 and the expected but missing oscillation package is im State Z11 marked by setting a flip-flop.
  • the rising edge of this signal can be reported externally as an "error message”.
  • the comparison of the rising edge with the bit currently to be received can also be used for the detection of the fourth signal alphabet element.
  • the states Z14 and Z11 are left at the end of half the signal element and the jump to state Z9 takes place. There the bit in the buffer is output and the reception counter is decremented.
  • the mobile communication partner infrared light was assumed as the transmission medium, it is readily apparent that the same method and fundamentally the same devices can also be used for radio transmission (of course with corresponding transmitters and receivers). However, the proposed method can also be used with other transmission media which - such as optical fibers - are only suitable for half-duplex operation, but not for full-duplex operation.

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Abstract

In the case of this method, a CSMA/CA protocol can be used when transmitting information by means of infrared light or radio (or via other wire-free transmission media). For this purpose, a communication partner who has a transmission requirement and has still not received any bits is designated as the initiating communication partner, and a communication partner who has no transmission requirement but has received a bit is designated as the receiving communication partner. At the start of information transmission, the initiating communication partner sends a start bit (D), which expresses his identification, of twice the length and then waits for a specific time (tc) during which the receiving communication partner sends back an echo in the form of a start bit (B) of single length. The initiating communication partner waits for the echo after each transmitted bit and, when it arrives, compares it with the transmitted bit, interrupting his transmission in the event of inequality. After information transmission and when there is no further transmission requirement, the designation of the initiating communication partner and of the receiving communication partner is cancelled again. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur bidirektionalen Informationsübertragung, wobei die Uebertragung unter Anwendung eines Protokolls zwischen Kommunikationspartnern durchgeführt wird, die je Sender und Empfänger aufweisen, und wobei die Informationen bitseriell übertragen werden und die Richtung der Informationsflüsse umschaltbar ist.The invention relates to a method and a device for bidirectional information transmission, the transmission being carried out using a protocol between communication partners, which have each transmitter and receiver, and wherein the information is transmitted bit-serially and the direction of the information flows can be switched.

Mittels solcher Verfahren kann zwischen Kommunikationspartnern - wie beispielsweise Computern und Druckern - oder anderen intelligenten elektronischen Systemen, die nicht über Kabel miteinander verbunden sind, eine Informationsübertragung durchgeführt werden, wobei Infrarotlicht oder Funk als Uebertragungsmedium angewendet werden kann. Derartige Verfahren können auch im Zusammenhang mit Kommunikationsnetzwerken eingesetzt werden, wobei zwischen Kommunikationspartnern, die über Leiter im Netzwerk verbunden sind und solchen, die nicht über Leiter am Netzwerk angeschlossen sind, Informationen ausgetauscht werden können.Such methods can be used to carry out information transmission between communication partners - such as computers and printers - or other intelligent electronic systems that are not connected to one another by cable, in which case infrared light or radio can be used as the transmission medium. Such methods can also be used in connection with communication networks, it being possible for information to be exchanged between communication partners who are connected via conductors in the network and those who are not connected to the network via conductors.

Bei der Kommunikation in Netzwerken mit mehreren Teilnehmern muss sich das Netzwerk selbst automatisch verwalten, d.h. es muss festgelegt werden, welche Teilnehmer zu welchen Zeitpunkten aufgrund von welchen Kriterien miteinander kommunizieren können. Die Gesamtheit der Regeln und Vereinbarungen für die Verwaltung eines Netzwerkes und die automatische Durchführung eines geordneten Informationsaustausches zwischen den Kommunikationspartnern ist das Protokoll. Bei komplexeren Netzwerkverwaltungen basiert das Protokoll auf einer dezentralen Verwaltung, bei der jeder Teilnehmer "Master" sein kann und einen Teil der Verwaltungsaufgabe übernimmt. Anhand des Protokolls wird festgelegt, wie ein Teilnehmer das Netzwerk zu benutzen und wieder freizugeben hat.When communicating in networks with multiple participants, the network must manage itself automatically, ie it It must be determined which participants can communicate with each other at what times based on which criteria. The set of rules and agreements for the administration of a network and the automatic implementation of an orderly exchange of information between the communication partners is the protocol. In more complex network administrations, the protocol is based on a decentralized administration, in which each participant can be "master" and takes over part of the administrative task. The protocol determines how a participant has to use and release the network.

Bekannte Protokolle für solche Netzwerke sind das CSMA/CD-Protokoll ("carrier sense, multiple access/collision detection", z.B. Ethernet) und das CSMA/CA-Protokoll ("carrier sense, multiple access/collision avoidance"), wobei der Unterschied im wesentlichen darin liegt, dass beim CSMA/CD-Protokoll im Konfliktfall jeder Kommunikationspartner seine Sendung einstellt und erst nach einer gewissen Wartezeit mit einem neuen Zugriffsversuch auf das Netzwerk (Bus) beginnt. Dadurch entsteht eine Periode des Wartens, während welcher kein Informationsaustausch stattfindet. Beim CSMA/CA-Protokoll ergibt sich dagegen eine solche Wartezeit nicht. Die Auslastung des Netzwerkes ist daher beim CSMA/CD-Protokoll gegenüber dem CSMA/CA-Protokoll weniger effizient.Known protocols for such networks are the CSMA / CD protocol ("carrier sense, multiple access / collision detection", for example Ethernet) and the CSMA / CA protocol ("carrier sense, multiple access / collision avoidance"), the difference Essentially, this means that in the event of a conflict with the CSMA / CD protocol, each communication partner stops sending and only starts a new attempt to access the network (bus) after a certain waiting time. This creates a period of waiting during which there is no exchange of information. With the CSMA / CA protocol, however, there is no such waiting time. The utilization of the network is therefore less efficient with the CSMA / CD protocol than with the CSMA / CA protocol.

Damit ein CSMA-Protokoll verwirklicht werden kann, müssen zumindest folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

  • Masterfähigkeit: Jeder Teilnehmer muss fähig sein, eigenständig aufgrund seines Uebermittlungsbedarfes das Uebertragungsmedium zu aquirieren.
  • Mithörmöglichkeit: Jeder Teilnehmer muss fähig sein, den Verkehr auf dem Netzwerk zu beobachten und als Kriterium für die Aquisition des Netzwerkes zu verwenden. Charakteristisch bei einem Netzwerk mit elektrischen Leitern mit Busstruktur ist die Tatsache, dass alle Busteilnehmer quasi gleichzeitig jede auf dem Bus übertragene Information mithören können (z.B. durch "wired or"-Verknüpfung der Ausgangsstufen).
  • Unterbrechbarkeit: Jeder Teilnehmer muss feststellen können, ob während der Benützung des Netzwerkes ein anderer Teilnehmer das Netzwerk ebenfalls benützt, um in einem solchen Falle seine Uebertragung sofort stoppen zu können.
  • Bidirektionalität: Das Uebertragungsmedium muss fähig sein, Informationen bidirektional zu übermitteln.
  • Gleichzeitigkeit: Uebertragungsmedium und Kommunikationspartner müssen derart ausgestaltet sein, dass die gleichzeitige Benützung des Uebertragungskanals durch mehrere Kommunikationspartner möglich ist. Dies bedeutet u.a., dass bei einem Netzwerk mit elektrischen Leitern mit Busstruktur die Verwendung von Push-Pull-Ausgangsstufen nicht möglich wäre.
In order for a CSMA protocol to be implemented, at least the following requirements must be met:
  • Master's ability: Each participant must be able to independently acquire the transmission medium based on their transmission needs.
  • Listening option: Each participant must be able to observe the traffic on the network and use it as a criterion for the acquisition of the network. This is characteristic of a network with electrical conductors with a bus structure The fact that all bus participants can listen to virtually any information transmitted on the bus at the same time (eg by "wired or" linking of the output stages).
  • Interruptibility: Each participant must be able to determine whether another participant is also using the network while using the network, in order to be able to stop its transmission immediately in such a case.
  • Bidirectionality: The transmission medium must be able to transmit information bidirectionally.
  • Simultaneity: The transmission medium and communication partner must be designed in such a way that the simultaneous use of the transmission channel by several communication partners is possible. Among other things, this means that in a network with electrical conductors with a bus structure, the use of push-pull output stages would not be possible.

Die genannten Voraussetzungen implizieren zunächst, dass der Teilnehmer während dem Senden empfangsfähig bleiben muss. Aus diesem Grunde wurden CSMA/CA-Protokolle bisher nur in der Basisband-Uebertragungstechnik verwendet.The prerequisites mentioned initially imply that the subscriber must remain capable of receiving signals during the transmission. For this reason, CSMA / CA protocols have so far only been used in baseband transmission technology.

Die Anwendung von CSMA-Protokollen ist also nicht möglich, wenn wegen des Uebertragungsmediums oder des Uebertragungsverfahrens ein Kommunikationspartner während des Sendens einer Information nicht gleichzeitig hören kann, was andere Kommunikationspartner senden. Ein Beispiel dafür sind Funkkanäle, bei welchen wegen extrem unterschiedlichen Feldstärken während des Sendens die Gegenstation(en) nicht mehr gehört werden kann (können). Ein anderes Beispiel sind auf Lichtwellenleitern basierende Uebertragungssysteme, bei welchen aufgrund des verwendeten Raum-Multiplexverfahrens die Information jeweils nur unidirektional übertragen wird.The use of CSMA protocols is therefore not possible if, due to the transmission medium or the transmission method, a communication partner cannot hear at the same time what other communication partners are sending while sending information. An example of this are radio channels in which the opposite station (s) can no longer be heard due to extremely different field strengths during transmission. Another example are transmission systems based on optical fibers, in which the information is only transmitted unidirectionally due to the space multiplexing used.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, bei dem die Informationen mittels Infrarotlicht übertragen werden, wird ein Half-Duplex-Betrieb angewendet, wobei die Informationen in Form von Datenpaketen gesendet werden. Auch hierbei kann ein CSMA-Protokoll nicht angewendet werden, da die vorstehend erwähnte Voraussetzung des gleichzeitigen Hörens während des Sendens nicht erfüllt ist. Mit dem Verzicht auf Anwendung eines solchen Protokolls verschlechtert sich aber die Effizienz der Informationsübertragung bzw. das zeitliche Verhalten, indem z.B. lange Wartezeiten zwischen dem Aufkommen des Uebermittlungsbedarfes und dem Beginn der eigentlichen Informationsübermittlung entstehen.In another known method, in which the information is transmitted by means of infrared light, half-duplex operation is used, the information being sent in the form of data packets. A CSMA protocol cannot be used here either, since the above-mentioned requirement of simultaneous listening during transmission is not fulfilled. By not using such a protocol, however, the efficiency of the information transmission or the temporal behavior deteriorate, e.g. by Long waiting times arise between the occurrence of the need for transmission and the start of the actual transmission of information.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei welchen ein CSMA/CA-Protokoll für die Informationsübertragung angewendet werden kann.The invention is therefore based on the object of proposing a method and a device for carrying out the method of the type mentioned at the beginning, in which a CSMA / CA protocol can be used for the transmission of information.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 11 gekennzeichnete Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention characterized in the independent patent claims 1 and 11.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren kennzeichnet sich ein Kommunikationspartner, der Uebermittlungsbedarf hat und noch kein Bit empfangen hat, als initiierender Kommunikationspartner, und einer, der keinen Uebermittlungsbedarf hat, jedoch ein Bit empfangen hat, kennzeichnet sich als empfangender Kommunikationspartner. Zu Beginn der Informationsübertragung sendet der initiierende Kommunikationspartner ein seine Kennzeichnung ausdrückendes Startbit doppelter Länge und wartet dann eine bestimmte Zeit, während welcher der empfangende Kommunikationspartner ein Echo in Form eines Startbits einfacher Länge zurücksendet. Der initiierende Kommunikationspartner wartet nach jedem gesendeten Bit auf ein Echo und vergleicht dieses bei Eintreffen mit dem gesendeten Bit, wobei er bei Ungleichheit seine Sendung abbricht. Nach Ende der Informationsübertragung und keinem weiteren Uebermittlungsbedarf wird die Kennzeichnung des initiierenden und des empfangenden Kommunikationspartners wieder aufgehoben.According to the inventive method, a communication partner who needs to be transmitted and has not yet received a bit identifies himself as the initiating communication partner, and one who has no transmission requirement but has received a bit identifies himself as the receiving communication partner. At the start of the information transmission, the initiating communication partner sends a double-length start bit expressing its identification and then waits for a certain time during which the receiving communication partner sends back an echo in the form of a single-length start bit. The initiating communication partner waits for an echo after each bit sent and compares it with the bit sent when it arrives, aborting its transmission if it is not equal. After the end of the information transfer and no further transmission needs, the identification of the initiating and the receiving communication partner is removed.

Die erfindungsgemässe Uebertragungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 11 charakterisiert. In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 bzw. 12 und 13 sind zweckmässige weitere Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. der Einrichtung angegeben.The transmission device according to the invention for carrying out the method is characterized by the characterizing features of patent claim 11. In the dependent claims 2 to 10 or 12 and 13 expedient further refinements of the method or the device are specified.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass CSMA-Protokolle bei Uebertragungsmedien angewendet werden können, bei welchen während dem Aussenden nicht gleichzeitig gehört werden kann. Somit können in bereits bestehenden, drahtgebundenen Netzwerken, die nach CSMA-Protokollen arbeiten, Netzwerkerweiterungen über andere, insbesondere drahtlose Uebertragungsmedien vorgenommen und dabei ein ähnliches Uebertragunsverhalten erreicht werden wie auf dem drahtgebundenen Netzwerk. Im weiteren wird die Wartezeit bei Uebermittlungsbeginn extrem vermindert, was sich insbesondere bei Uebertragungssystemen, bei denen Echtzeitverhalten verlangt wird, positiv auswirkt. Dank Erweiterung des Signalalphabets kann der sendende Kommunikationspartner mittels des Startbits doppelter Länge auf einfache Weise charakterisiert werden. Ausserdem ergeben sich dadurch folgende weitere, vorteilhafte Möglichkeiten:

  • Erhöhung der tatsächlichen Baudrate durch Uebermittlung von zwei Bits im ursprünglichen Signalelement
  • Erhöhung der Redundanz der Informationsübermittlung durch doppelte Bitdarstellung.
  • Einführung eines direkten Servicekanals, z.B. zur Uebermittlung der Control-Signale "Clear to send" (CTS) und "Request to send" (RTS) bei RS 232-Schnittstellten und Modem-Applikationen.
  • Reduktion des Energiebedarfs durch Verzicht auf die Uebermittlung des Wertes logisch "0".
The advantages achieved with the invention can be seen in the fact that CSMA protocols can be used for transmission media in which it is not possible to hear at the same time during transmission. Thus, in existing, wired networks that work according to CSMA protocols, network expansions can be carried out via other, in particular wireless transmission media, and a similar transmission behavior can be achieved as on the wired network. Furthermore, the waiting time at the start of transmission is extremely reduced, which has a positive effect particularly in transmission systems in which real-time behavior is required. Thanks to the expansion of the signal alphabet, the sending communication partner can be easily characterized using the double-length start bit. In addition, the following further advantageous options result:
  • Increase in the actual baud rate by transmitting two bits in the original signal element
  • Increasing the redundancy of the information transmission through double bit representation.
  • Introduction of a direct service channel, eg to transmit the control signals "Clear to send" (CTS) and "Request to send" (RTS) for RS 232 interfaces and modem applications.
  • Reduction of the energy requirement by dispensing with the transmission of the value logic "0".

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
die Prizipdarstellung einer erfindungsgemässen Einrichtung mit zwei Kommunikationspartnern,
Fig. 2
die Blockschaltbilder der Kommunikationspartner bei der Einrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 3
ein Schaltschema eines Ingfrarot-Senders der Einrichtung,
Fig. 4
ein Blockschaltbild einer Steuereinheit der Einrichtung,
Fig. 5
ein Diagramm eines Zugriffes mehrerer Kommunikationspartner auf einen Bus eines Kommunikationsnetzwerkes gemäss einem CSMA/CA-Protokoll,
Fig. 6
Diagramme, die die zeitliche Verteilung von Bits und "unbenutzten" Zeitabschnitten eines zu übertragenden Informationsflusses zeigen,
Fig. 7
ein Impulsdiagramm der zu übertragenden Bits eines Informationsflusses, welches der Darstellung eines erweiterten Signalalphabets dient,
Fig. 8
ein Diagramm eines Informationsflusses und eines Echos dieses Informationsflusses,
Fig. 9
eine Darstellung der Sende- und Empfangsverhältnisse mehrerer in einem Raum befindlicher Kommunikationspartner,
Fig. 10
die graphische Darstellung einer Definition eines zu übertragenden Charakters,
Fig. 11
ein Kommunikationsnetzwerk mit mehreren festverdrahteten sowie nicht drahtgebundenen, mobilen Kommunikationspartnern,
Fig. 12
ein Zustandsdiagramm des Schaltwerkes für einen Modulator der Steuereinheit, und
Fig. 13
ein Zustandsdiagramm des Schaltwerkes für einen Empfangsteil der Steuereinheit.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. Show it:
Fig. 1
the basic representation of a device according to the invention with two communication partners,
Fig. 2
the block diagrams of the communication partners in the device according to FIG. 1,
Fig. 3
a circuit diagram of an infrared transmitter of the facility,
Fig. 4
2 shows a block diagram of a control unit of the device,
Fig. 5
1 shows a diagram of an access of several communication partners to a bus of a communication network according to a CSMA / CA protocol,
Fig. 6
Diagrams showing the temporal distribution of bits and "unused" periods of an information flow to be transmitted,
Fig. 7
1 shows a pulse diagram of the bits of an information flow to be transmitted, which is used to display an expanded signal alphabet,
Fig. 8
a diagram of an information flow and an echo of this information flow,
Fig. 9
a representation of the transmission and reception relationships of several communication partners located in a room,
Fig. 10
the graphic representation of a definition of a character to be transferred,
Fig. 11
a communication network with several hard-wired and non-wired, mobile communication partners,
Fig. 12
a state diagram of the switching mechanism for a modulator of the control unit, and
Fig. 13
a state diagram of the switching mechanism for a receiving part of the control unit.

In der Fig. 1 sind mit KP1 und KP2 Kommunikationspartner, wie beispielsweise Computer oder andere intelligente elektronische Systeme, bezeichnet. Die Kommunikationspartner KP1, KP2 sind mit je einem Sender 2 und einem Empfänger 3 (Fig. 2) ausgestattet. Zum Zwecke der Informationsübertragung mittels Infrarotlicht IR weisen die Sender Leuchtdioden D1, D3 und die Empfänger Photodioden D2, D4 auf. Ueber Leitungen TxD werden zu sendende Informationen zugeführt und über Leitung RxD empfangene Informationen weitergeleitet.1, KP1 and KP2 denote communication partners, such as computers or other intelligent electronic systems. The communication partners KP1, KP2 are each equipped with a transmitter 2 and a receiver 3 (FIG. 2). For the purpose of information transmission by means of infrared light IR, the transmitters have light-emitting diodes D1, D3 and the receivers photodiodes D2, D4. Information to be sent is supplied via lines TxD and information received is forwarded via line RxD.

Gemäss Fig. 2 weist jeder Kommunikationspartner KP1, KP2 eine Steuereinheit 1 auf, die über eine Leitung Out_TxD mit dem Sender 2 und über eine Leitung In_RxD mit dem Empfänger 3 verbunden ist. An der Steuereinheit 1 ist ein Oszillator 4 angeschlossen, der ein Taktsignal mit einer Frequenz von beispielsweise 5,0688 MHz erzeugt. Ueber Leitungen Input_TxD und Output RxD steht die Steuereinheit 1 mit einem Spannungspegelwandler 5 in Verbindung, dem über die Leitung TxD die zu sendenden Informationen zugeführt werden und der über die Leitung RxD die empfangenen Informationen abgibt. Mit gestrichelten Pfeilen IR_Tx, IR_Rx sind die mittels Infrarotlicht zu übertragenden, gesendeten bzw. empfangenen Informationen symbolisiert. Ueber eine weitere Leitung Rx_Control ist der Empfänger 3 mit der Steuereinheit 1 verbunden. Mit Flow_bridge, Test und Loop_back sind drei Eingänge der Steuereinheit 1 bezeichnet, über welche die entsprechenden, weiter unten näher beschriebenen Betriebsarten aktiviert werden können.According to FIG. 2, each communication partner KP1, KP2 has a control unit 1, which is connected to the transmitter 2 via a line Out_TxD and to the receiver 3 via a line In_RxD. An oscillator 4 is connected to the control unit 1 and generates a clock signal with a frequency of, for example, 5.0688 MHz. The control unit 1 is connected via lines Input_TxD and Output RxD to a voltage level converter 5, to which the information to be sent is supplied via line TxD and which outputs the received information via line RxD. The dashed arrows IR_Tx, IR_Rx symbolize the information to be transmitted, transmitted or received by means of infrared light. The receiver 3 is connected to the control unit 1 via a further line Rx_Control. Flow_bridge, Test and Loop_back refer to three inputs of control unit 1, via which the corresponding operating modes described in more detail below can be activated.

Der Sender 2 enthält gemäss Fig. 3 eine Treiberstufe 6, einen der Treiberstufe 6 nachgeschalteten Leistungs-FET 7 sowie zwei im Ausgangskreis angeordnete Leuchtdioden 8, 9. Ueber die mit dem Eingang verbundene Leitung Out_TxD werden dem Sender 2 von der Steuereinheit 1 binäre Signale zugeführt, wobei von den Leuchtdioden 8, 9 Schwingunspakete (Bursts) mit einer Frequenz von beispielsweise 460,8 kHz ausgesendet werden und die Schwingunspakete rechteckförmige, modulierte Wellenzüge bilden (Umhüllende, Fig. 7).According to FIG. 3, the transmitter 2 contains a driver stage 6, a power FET 7 connected downstream of the driver stage 6 and two light-emitting diodes 8, 9 arranged in the output circuit The control unit 1 feeds the line Out_TxD connected to the input from the control unit 1, whereby the light emitting diodes 8, 9 emit oscillation packets (bursts) with a frequency of 460.8 kHz, for example, and the oscillation packets form rectangular, modulated wave trains (enveloping, Fig. 7).

Gemäss Fig. 4 enthält die Steuereinheit 1 einen Sendeteil 10, einen Empfangsteil 11 und ein Schaltwerk 12 (state machine). Die Teile 10, 11 sind mit dem Schaltwerk 12 über Leitungen BS, S_Bit bzw. BR, R_Bit verbunden, wobei Sendeteil 10 und Empfangsteil 11 sendebezogene bzw. empfangsbezogene Aufgaben erfüllen und das Schaltwerk 12 die Funktion beider Teile 10, 11 koordiniert sowie Signale (Rx_Control) erzeugt, die für die Steuerung des Empfängers 3 notwendig sind. Der Sendeteil 10 weist einen Modulator 10.2 und einen Multiplexer 10.3 auf, die weiter unten anhand der Funktionsbeschreibung näher erläutert werden.4, the control unit 1 contains a transmitting part 10, a receiving part 11 and a switching mechanism 12 (state machine). The parts 10, 11 are connected to the switching mechanism 12 via lines BS, S_Bit or BR, R_Bit, the transmitting part 10 and receiving part 11 performing transmission-related or reception-related tasks and the switching mechanism 12 coordinating the function of both parts 10, 11 and signals (Rx_Control ) generated, which are necessary for the control of the receiver 3. The transmitting part 10 has a modulator 10.2 and a multiplexer 10.3, which are explained in more detail below on the basis of the functional description.

Gemäss dem Zeitdiagramm Fig. 5 sind mit TA, TB, TC und TD Daten-Telegramme bezeichnet, die von Kommunikationspartnern KPA, KPB, KPC und KPD ausgesendet werden, welche über einen Bus (BU in Fig. 11) eines drahtgebundenen Netzwerkes miteinander verbunden sind. Pfeile P1 symbolisieren Zugriffsabsichten, während Pfeile P2 mögliche Kollisionen symbolisieren und Ziffern 1 bis 7 mögliche Zugriffs- bzw. Kollisionszeitpunkte darstellen. Anhand der der Fig. 5 wird im folgenden die Wirkungsweise eines CSMA/CA-Protokolls beschrieben:5, TA, TB, TC and TD denote data telegrams which are sent by communication partners KPA, KPB, KPC and KPD, which are connected to one another via a bus (BU in FIG. 11) of a wired network . Arrows P1 symbolize access intentions, while arrows P2 symbolize possible collisions and numbers 1 to 7 represent possible access or collision times. The mode of operation of a CSMA / CA protocol is described below with reference to FIG. 5:

Beabsichtigt KPA Daten zu übermitteln, so hört er vorerst auf dem Bus mit und stellt fest, ob dieser durch eine andere Kommunikation bereits belegt ist (Zeitpunkt 1). Stellt er fest, dass der Bus frei ist, sendet er sein Telegramm TA. Beabsichtigt in dieser Zeit ein anderer Kommunikationspartner (KPC) ebenfalls ein Telegramm TC zu übermitteln, so stellt er jetzt fest, dass der Bus belegt ist (Zeitpunkt 2). Er wartet daher mit der Uebermittlung, bis am Ende des Telegramms TA der Bus wieder frei ist (Zeitpunkt 3).If KPA intends to transmit data, it initially listens to the bus and determines whether it is already occupied by another communication (time 1). If it determines that the bus is free, it sends its telegram TA. If another communication partner (KPC) also intends to transmit a telegram TC during this time, it now determines that the bus is busy (time 2). It therefore waits with the transmission until the bus is free again at the end of the telegram TA (time 3).

Beabsichtigen nun mehrere Kommunikationspartner (KPD, KPB) während der Uebermittlung eines Telegrammes (TC) durch einen anderen Kommunikationspartner (KPC) selbst ein Telegramm zu übermitteln (Zeitpunkte 4, 5), so wird ihr (zunächst verhinderter), späterer Zugriffsversuch durch die Freigabe des Busses (Zeitpunkt 6) quasi synchronisiert: Beide Kommunikationspartner hören auf dem Kanal nichts mehr und beginnen somit gleichzeitig mit dem Senden ihres Telegrammes TB, TD (Zeitpunkt 6). Während dem Aussenden ihrer Telegramme TB, TD hören aber beide Kommunikationspartner mit und prüfen, ob die Information, die sie ausgesendet haben, mit der Information, die sie hören, übereinstimmt. Sobald das Gehörte nicht mehr mit dem Gesendeten übereinstimmt, beenden sie unmittelbar die Sendung und versuchen einen neuen Zugriff erst, wenn sie festgestellt haben, dass der Bus wieder frei ist (Zeitpunkt 7, KPB). Wird durch das Netzwerk sichergestellt, dass gleichzeitig mehrere Kommunikationspartner störungsfrei senden können (z.B: "wired or"-Verknüpfung auf dem elektrischen Leiter), so wird der eine Kommunikationspartner (KPD, Zeitpunkt 7) nicht feststellen können, dass weitere Kommunikationspartner (KPB, Zeitdauer 6-7) gleichzeitig, aber das Gleiche gesendet haben. Er wird mit der Telegrammübermittlung daher ungehindert weiterfahren. Damit hatte faktisch KPD gegenüber KPB die höhere Priorität. Wird die senderseitige Adresse als erstes innerhalb eines Telegrammes ausgesendet, kann aufgrund der Busteilnehmeradresse die Priorität verteilt und bestimmt werden.If several communication partners (KPD, KPB) now intend to transmit a telegram themselves during transmission of a telegram (TC) by another communication partner (KPC) (times 4, 5), they will (later prevented) later attempt to access by releasing the Busses (time 6) virtually synchronized: Both communication partners no longer hear anything on the channel and thus simultaneously start sending their telegram TB, TD (time 6). During the transmission of their telegrams TB, TD, however, both communication partners listen in and check whether the information that they have sent matches the information that they are hearing. As soon as what you hear no longer matches what was sent, you immediately end the program and only try to access it again when you have determined that the bus is free again (time 7, KPB). If the network ensures that several communication partners can transmit at the same time without interference (eg: "wired or" link on the electrical conductor), then one communication partner (KPD, time 7) will not be able to determine that other communication partners (KPB, duration) 6-7) at the same time, but sent the same thing. He will therefore continue to transmit the telegram unhindered. In fact, KPD had higher priority than KPB. If the sender's address is sent out first within a telegram, the priority can be distributed and determined based on the bus node address.

Das Zeitdiagramm nach Fig. 6 veranschaulicht die beim vorliegenden bit-seriellen Verfahren angewendete zeitliche Bit-Verteilung. Gemäss Fig. 6 ist der zeitliche Abstand ta zwischen den Anfängen der aufeinanderfolgenden Bits eines Informationsflusses in zwei zeitlich gleiche Hälften tb, tc geteilt. Die Bits werden nur während der ersten Hälfte tb übertragen, wobei die zweiten Hälften tc für den betreffenden Informationsfluss unbenutzte Zeiträume darstellen. Dadurch wird es möglich, dass ein initiierender Kommunikationspartner annähernd gleichzeitig mit der Aussendung eines Bits, d.h. noch innerhalb des gleichen Zeitraumes ta, dessen Echo hören kann, welches ein empfangender Kommunikationspartner jeweils in den zweiten Hälften tc zurücksendet (siehe auch Fig. 8). In der nachfolgenden Beschreibung wird für den zeitlichen Abstand ta auch die Bezeichnung "Signalelement" verwendet.6 illustrates the temporal bit distribution used in the present bit-serial method. 6, the time interval ta between the beginning of the successive bits of an information flow is divided into two halves tb, tc of the same time. The bits are only transmitted during the first half tb, the second halves tc representing unused time periods for the relevant information flow. This makes it possible for an initiating communication partner to operate almost simultaneously with the transmission of a bit, ie within the same time period ta, whose echo can be heard, which a receiving communication partner sends back in the second halves tc (see also FIG. 8). In the following description, the term “signal element” is also used for the time interval ta.

Dem in Fig. 7 dargestellten Impulsdiagramm liegt eine Kombination aus Pulsburst-Positionsmodulation (PBPM) und Pulsburst-Breitenmodulation (PBBM) zugrunde. Mit dieser Kombination wird eine Erweiterung des Signalalphabets insofern erzielt, als die einzelnen Bits vier verschiedene Bedeutungen vermitteln können. Die Bits werden in Form von Impulsen übertragen, die aus den Umhüllenden von Schwingungspaketen (Bursts) gebildet sind, wobei die Aussendung der Schwingungspakete vom Modulator 10.2 des Sendeteiles 10 (Fig. 4) gesteuert wird. Im einzelnen bedeuten gemäss Fig. 7:

  • A kein Impuls während der Dauer eines halben Signalelementes, wobei "kein Impuls" als doppelt logisch "O" gewertet wird.
  • B ein Impuls von halber Dauer des halben Signalelementes mit Beginn an dessen Anfang; dies wird für die Kennzeichnung von logisch "1" verwendet.
  • C ein Impuls von halber Dauer des halben Signalelementes mit Beginn in dessen Mitte; dies wird für die Kennzeichnung von logisch "O" verwendet.
  • D ein Impuls von annähernd der Dauer des halben Signalelementes; dies wird als doppelt logisch "1" gewertet und dient bei der Uebermittlung von Informationen der Kennzeichnung eines initiierenden Kommunikationspartners IKP. Ein solcher Impuls wird in der nachfolgenden Beschreibung auch als "Startbit doppelter Länge" bezeichnet. Die steigende Flanke dieses Startbits wird zur Synchronisation der Empfänger-Zeitbasis verwendet. Bei Erscheinen des Startbits beim empfangenden Kommunikationspartner EKP wartet dieser mit der Aussendung des Echos, bis der Anfang der zweiten zeitlichen Hälfte tc erreicht ist.
The pulse diagram shown in FIG. 7 is based on a combination of pulse burst position modulation (PBPM) and pulse burst width modulation (PBBM). With this combination, an expansion of the signal alphabet is achieved in that the individual bits can convey four different meanings. The bits are transmitted in the form of pulses, which are formed from the envelopes of oscillation packets (bursts), the transmission of the oscillation packets being controlled by the modulator 10.2 of the transmitting part 10 (FIG. 4). In detail, according to FIG. 7:
  • A no pulse for the duration of half a signal element, whereby "no pulse" is rated as double logical "O".
  • B is a pulse of half the duration of half the signal element, beginning at the beginning thereof; this is used to identify logical "1".
  • C is a pulse of half the duration of half the signal element, beginning in the middle thereof; this is used to identify logical "O".
  • D a pulse of approximately half the duration of the signal element; this is rated as a double logical "1" and serves to identify an initiating communication partner IKP when transmitting information. Such a pulse is also referred to in the following description as a "double-length start bit". The rising edge of this start bit is used to synchronize the receiver time base used. When the start bit appears at the receiving communication partner EKP, it waits to send the echo until the beginning of the second half of time tc has been reached.

In der Fig. 8 ist mit "In" ein von einem initiierenden Kommunikationspartner gesendeter Informationsfluss und mit "Ec" ein von einem empfangenden Kommunikationspartner als Echo in entgegengesetzter Richtung zurückgesendeter Informationsfluss bezeichnet. Ein Startbit D doppelter Länge des Informationsflusses In wird mit einem Echo in Form eines Startbits B einfacher Länge beantwortet, wohingegen ein Datenbit C (z.B. logisch "O") als Echo-Datenbit C zurückgesendet wird.In FIG. 8, "In" denotes an information flow sent by an initiating communication partner and "Ec" denotes an information flow returned by a receiving communication partner as an echo in the opposite direction. A start bit D twice the length of the information flow In is answered with an echo in the form of a start bit B of single length, whereas a data bit C (e.g. logically "O") is sent back as an echo data bit C.

Die Fig. 9 dient zur Erläuterung des "Raum-Problems" im Falle drahtloser Nahverbindung zwischen mehreren Kommunikationspartnern. Gemäss Fig. 9 sei ein Raum 20 mit einer nicht durchgehenden Zwischenwand 21 angenommen, in dem sich mehrere Kommunikationspartner KP1, KP2, KP3 befinden. Ein erster und ein dritter Kommunikationspartner KP1, KP3 sind durch die Zwischenwand 21 getrennt, während ein zweiter Kommunikationspartner KP2 eine Position einnimmt, die etwa auf der Verlängerungsgeraden der Zwischenwand 21 liegen möge. Bei dieser Anordnung ergibt sich für die Sende- und Empfangsverhältnisse ein erster, zweiter und dritter überlappender Bereich 22, 23 bzw. 24, wobei im zweiten Bereich 23 eine Ueberlappung zwischen allen drei Kommunikationspartnern KP1, KP2, KP3 erfolgt, während im ersten und dritten Bereich 22 bzw. 24 eine Ueberlappung zwischen jeweils zwei Kommunikationspartnern KP1, KP2 bzw. KP2, KP3 stattfindet.FIG. 9 serves to explain the "space problem" in the case of a wireless local connection between several communication partners. According to FIG. 9, a room 20 with a non-continuous partition 21 is assumed, in which there are several communication partners KP1, KP2, KP3. A first and a third communication partner KP1, KP3 are separated by the partition 21, while a second communication partner KP2 occupies a position which may lie on the extension line of the partition 21. With this arrangement, there is a first, second and third overlapping area 22, 23 and 24 for the transmission and reception conditions, whereby in the second area 23 there is an overlap between all three communication partners KP1, KP2, KP3, while in the first and third area 22 and 24 there is an overlap between two communication partners KP1, KP2 and KP2, KP3.

Es sei nun angenommen, dass der erste Kommunikationspartner KP1 ein initiierender Kommunikationspartner IKP ist und somit ein Startbit doppelter Länge sendet (D, Fig. 7 und 8). Da im gemeinsamen ersten Bereich 22 liegend, empfängt der zweite Kommunikationspartner KP2 das doppelte Startbit, kennzeichnet sich deshalb als empfangender Kommunikationspartner EKP und sendet unmittelbar danach ein Echo in Form eines Startbits einfacher Länge (B, logisch "1", Fig. 7 und 8) aus (Loop_back mode), wobei das Echo in den unbenutzten Zeiträumen tc (Fig. 6 und 8) übertragen wird. Der dritte Kommunikationspartner KP3 konnte wegen der Zwischenwand 21 das doppelte Startbit vom initiierenden Kommunikationspartner IKP nicht empfangen (hören). Er empfängt jedoch wegen des gemeinsamen dritten Bereiches 24 das einfache Startbit vom zweiten Kommunikationspartner KP2, wird dadurch zu einem empfangenden Kommunikationspartner EKP, sendet aber wegen dem empfangenen einfachen (Echo-) Startbit kein Echo aus. Damit "weiss" also der dritte Kommunikationspartner KP3, dass eine Verbindung besteht (carrier sense) und sendet nicht.It is now assumed that the first communication partner KP1 is an initiating communication partner IKP and thus sends a start bit of double length (D, FIGS. 7 and 8). Since it lies in the common first area 22, the second communication partner KP2 receives the double start bit, therefore identifies itself as the receiving communication partner EKP and immediately sends an echo in the form of a start bit more easily Length (B, logical "1", FIGS. 7 and 8) from (Loop_back mode), the echo being transmitted in the unused time periods tc (FIGS. 6 and 8). The third communication partner KP3 could not receive (hear) the double start bit from the initiating communication partner IKP because of the partition 21. However, because of the common third area 24, it receives the simple start bit from the second communication partner KP2, thereby becoming a receiving communication partner EKP, but does not emit an echo because of the received simple (echo) start bit. The third communication partner KP3 thus “knows” that there is a connection (carrier sense) and does not transmit.

Wird hingegen - bei einem anderen Uebermittlungsvorgang - der zweite Kommunikationspartner KP2 der initiierende (IKP) und sendet ein doppeltes Startbit, so wird dies wegen des gemeinsamen zweiten Bereiches 23 vom ersten und dritten Kommunikationspartner KP1 und KP3 gleichzeitig empfangen (gehört), worauf beide sich als EKP kennzeichnen und ein einfaches Startbit als Echo zurücksenden. Wie weiter unten bei der Funktionsbeschreibung näher erläutert, wird ein initiierender bzw. ein empfangender Kommunikationspartner durch das Setzen von entsprechenden, nicht dargestellten Speichern (z.B. in Form von Flip-Flops) in der Steuereinheit 1 gekennzeichnet.However, if - in another transmission process - the second communication partner KP2 becomes the initiating (IKP) and sends a double start bit, this is received (heard) by the first and third communication partners KP1 and KP3 at the same time because of the common second area 23, both of which are referred to as Label the EKP and send a simple start bit back as an echo. As explained in more detail below in the functional description, an initiating or a receiving communication partner is identified in the control unit 1 by setting corresponding memories (not shown) (for example in the form of flip-flops).

Dank der unmittelbaren Wiederholung der Information im nächsten halben Signalelement (tc, Fig. 6, 8) und der Voraussetzung, dass jeder Kommunikationspartner mindestens zwei vollständige Signalelement-Dauern mithört, bevor er mit Senden beginnt, kann generell sichergestellt werden, dass immer nur ein Kommunikationspartner sendet.Thanks to the immediate repetition of the information in the next half signal element (tc, Fig. 6, 8) and the prerequisite that each communication partner listens in at least two complete signal element durations before starting to transmit, it can generally be ensured that only one communication partner at a time sends.

Beginnen jedoch zwei Kommunikationspartner quasi gleichzeitig mit einem Sendeversuch, so wird durch die unmittelbare Wiederholung der Information als Echo (Loop_back mode) wiederum sichergestellt, dass die gleichzeitig sendenden Kommunikationspartner in der zweiten Signalelementhälfte überprüfen können, ob die ausgesendete Information tatsächlich der empfangenen Information entspricht ("Test"-mode). Ist aber nicht (mindestens) ein dritter Kommunikationspartner vorhanden, hören trotz Kollision die beiden sendenden Kommunikationspartner keinen Fehler auf dem Rückkanal, da nun beide als IKP gekennzeichnet sind und kein Echo zurücksenden können. Ein initiierender Kommunikationspartner kann dann also nicht unterscheiden, ob a) sich kein weiterer Kommunikationspartner im aktuellen Sende/Empfangsbereich befindet oder ob b) aktuell eine Kollision entstand. Es wird deshalb wie folgt verfahren: Empfängt in der Arbitrationsphase ein sendender Kommunikationspartner nicht die gleiche Information, wie er sie ausgesendet hat (also ein anderes oder überhaupt kein Echo), so hat er entsprechend dem CSMA/CA-Protokoll unmittelbar die Sendung einzustellen und erst wieder von neuem zu beginnen, wenn er aufgrund des "carrier sense"-Mechanismus sichergestellt hat, dass kein anderer Kommunikationspartner sendet.However, if two communication partners begin to send at the same time, the immediate repetition of the information as an echo (Loop_back mode) in turn ensures that the communication partners sending at the same time can check in the second half of the signal element whether the information sent is actually the information received corresponds to ("test" mode). However, if there is not (at least) a third communication partner, the two sending communication partners do not hear an error on the return channel despite the collision, since both are now marked as IKP and cannot send an echo back. An initiating communication partner cannot distinguish whether a) there is no other communication partner in the current send / receive area or whether b) a collision has just occurred. The procedure is therefore as follows: If a sending communication partner does not receive the same information in the arbitration phase as the one it sent (i.e. a different or no echo), it must immediately stop the transmission in accordance with the CSMA / CA protocol and only then to start again when he has ensured that no other communication partner is transmitting due to the "carrier sense" mechanism.

Sind in einen Netzwerk, dessen Konfiguration dynamisch ist (z.B. bei mobilen Teilnehmern), nur zwei Kommunikationspartner im aktuellen Sende/Empfangsbereich, so ergibt sich damit ein Uebergang vom CSMA/CA-Protokoll zu einem CSMA/CD-Protokoll: Beginnen beide Kommunikationspartner gleichzeitig mit der Informationsübermittlung, so werden definitionsgemäss beide Kommunikationspartner zu IKP. Da beide kein Echo hören, müssen beide aufgrund obiger Regel das Senden einstellen. Damit hat sich kein Kommunikationspartner gegenüber dem anderen durchsetzen können, was einem CSMA/CD-Verfahren entspricht. Es wird nun durch unterschiedliche Wartezeiten auf folgende Weise sichergestellt, dass nicht beide Kommunikationspartner von neuem gleichzeitig zu senden beginnen: Hierbei werden für die Bestimmung der Wartezeiten die Adressen der Kommunikationspartner verwendet. Da der Adressraum sehr gross sein kann, so wäre, im Falle von langen Adressen der Kommunikationspartner und einer multiplikativen Verknüpfung der Adresse mit einer Grundwartezeit, mit relativ langen Wartezeiten zu rechnen, bis ein zweiter Zugriffsversuch durchgeführt werden könnte. Aus diesem Grunde wird der Auswahlstrategie der Bisection-Algorithmus zugrunde gelegt:If there are only two communication partners in the current send / receive area in a network whose configuration is dynamic (e.g. for mobile subscribers), this results in a transition from the CSMA / CA protocol to a CSMA / CD protocol: Start both communication partners simultaneously the transmission of information, by definition both communication partners become IKP. Since both hear no echo, both must stop sending based on the rule above. In this way, no communication partner was able to prevail over the other, which corresponds to a CSMA / CD procedure. Different waiting times ensure that both communication partners do not start sending again at the same time in the following way: The addresses of the communication partners are used to determine the waiting times. Since the address space can be very large, in the case of long addresses of the communication partners and a multiplicative linking of the address with a basic waiting time, relatively long waiting times would have to be expected before a second access attempt could be carried out. For this reason, the selection strategy is based on the bisection algorithm:

Beim zweiten Versuch beginnt derjenige Kommunikationspartner, der eine logische "1" im letzten Bit seiner eigenen Adresse hat, eine Zeiteinheit später, während derjenige mit einer logischen "0" im letzten Bit unmittelbar wiederum den Zugriff versucht. Beim nächsten Versuch wird das zweitletzte Bit der Adresse verwendet, und bei weiteren notwendigen Versuchen verschiebt sich so das entscheidende Bit bis zum höchstwertigen Adressbit. Wird auch beim Versuch mit diesem keine Antwort gehört, muss davon ausgegangen werden, dass der Kommunikationspartner keinen korrespondierenden Kommunikationspartner in seinem Sende/Empfangsbereich vorfindet und deshalb gar keine Kommunikation aufbauen kann. Die gewählte Grundeinheit der Wartezeit muss grösser als die Totzeit des Systems sein.In the second attempt, the communication partner who has a logical "1" in the last bit of his own address starts a time later, while the one with a logical "0" in the last bit immediately tries to access again. The second last bit of the address is used in the next attempt, and in the case of further necessary attempts the decisive bit shifts to the most significant address bit. If no answer is heard during the attempt, it must be assumed that the communication partner does not find a corresponding communication partner in its send / receive area and therefore cannot establish any communication at all. The selected basic unit of the waiting time must be greater than the dead time of the system.

In der Charakter-Definition nach Fig. 10 bedeuten, wie aus dem Stand der Technik bekannt, S1 das Startbit, D0-D7 acht Daten-bits, PB das Paritätsbit und S2 das Stopbit eines Charakters (Zeichens).In the character definition according to FIG. 10, as is known from the prior art, S1 denotes the start bit, D0-D7 eight data bits, PB the parity bit and S2 the stop bit of a character (character).

Gemäss Fig. 11 sind mit KPA bis KPF sechs Kommunikationspartner bezeichnet, die über einen Bus BU miteinander verbunden sind und ein verdrahtetes Kommunikationsnetzwerk bilden. Mobile Kommunikationspartner KPa, KPb, KPc stehen über Infrarotlicht IR oder Funk miteinander und mit dem verdrahteten Kommunikationsnetzwerk in Verbindung, wobei sie ein nicht drahtgebundenes Netzwerk bilden. Sie können jedoch nicht immer oder auch von anderen Orten aus erreichbar sein. In derartig kombinierten Netzwerken ist daher nicht im voraus bestimmt, mit welchen weiterern Kommunikationspartnern im verdrahteten Netz ein mobiler Kommunikationspartner über den nicht verdrahteten Netzwerkteil zu einem gegebenen Zeitpunkt in Verbindung treten will oder kann. Er kennt insbesondere auch nicht die Adressen möglicher Kommunikationspartner im verdrahteten Netz, mit denen er Kontakt aufnehmen könnte. Er darf aber auch nicht eine Mitteilung an mehrere Kommunikationspartner gleichzeitig senden, da sonst alle diese Kommunikationspartner diese erhaltene Information über das verdrahtete Netz an den Ziel-Kommunikationspartner vermitteln würden, was zu einer unzulässig grossen und unnötigen Busbelastung führen würde.11, six communication partners are designated by KPA to KPF, which are connected to one another via a bus BU and form a wired communication network. Mobile communication partners KPa, KPb, KPc are connected to each other and to the wired communication network via infrared light IR or radio, forming a non-wired network. However, they may not always be reachable or from other locations. In such combined networks, it is therefore not determined in advance with which further communication partners in the wired network a mobile communication partner wants or can connect at any given time via the non-wired network part. In particular, he does not know the addresses of possible communication partners in the wired network with whom he could contact. However, he must also not send a message to several communication partners at the same time, since otherwise all of these communication partners receive this information would convey to the target communication partner via the wired network, which would lead to an impermissibly large and unnecessary bus load.

Aus diesem Grund ist eine Servicefunktion vorgesehen, mit welcher die Adresse eines möglichen Kommunikationspartners erfragt werden kann (General request). Eine solche Servicefunktion muss klar vom Nutzdatenaustausch unterscheidbar sein, und sie hat sich wiederum nur auf die im aktuellen Sende/Empfangsbereich des initiierenden, mobilen Kommunikationspartners befindlichen Kommunikationspartner zu beschränken. Für diese - oder auch andere - Servicefunktionen wird das Signalalphabet-Element A (Fig. 7) im ersten übertragenen Datenbit eines Charakters verwendet, womit der Uebergang in eine Servicefunktion (Servicekanal) markiert wird. Die anschliessend übertragene Information gehört nicht zum eigentlichen, zu übertragenden Nutzinformationsfluss. So können mit den an das Signalelement A anschliessenden, verbleibenden sieben Datenbits D1 - D7 des Charakters (Fig. 10) bis zu 128 verschiedene Servicebefehle übermittelt werden, die nur lokal für den oder die empfangenden Kommunikationspartner Gültigkeit haben und nicht weiter vermittelt werden. Mit einem solchen Befehl kann so auch die gewünschte Adresse der möglichen Kommunikationspartner nach den Regeln des CSMA/CA-Protokolls erfragt werden. Auch können so z.B. logische Adressen für bestimmte Applikationen erfragt werden, so dass von einem mobilen Kommunikationspartner eine Funktion, die an mehreren verschiedenen Orten ortsspezifisch verwirklicht ist, auch ortsspezifisch ausgeführt werden kann, d.h. dass keine wie auch immer geartete Bitkombination des Nutzinformationsflusses ungewollt eine Servicefunktion auslösen kann oder umgekehrt. Dies ist möglich, weil die beiden Modulationsarten zueinander orthogonal gewählt sind.For this reason, a service function is provided with which the address of a possible communication partner can be requested (general request). Such a service function must be clearly distinguishable from the exchange of user data, and it in turn has to be limited only to the communication partners located in the current transmission / reception area of the initiating, mobile communication partner. For these - or other - service functions, the signal alphabet element A (FIG. 7) in the first transmitted data bit of a character is used, which marks the transition to a service function (service channel). The information subsequently transmitted does not belong to the actual flow of useful information to be transmitted. Thus, with the remaining seven data bits D1-D7 of the character (FIG. 10) following the signal element A, up to 128 different service commands can be transmitted, which are only valid locally for the receiving communication partner (s) and are not transmitted any further. With such a command, the desired address of the possible communication partners can also be queried according to the rules of the CSMA / CA protocol. Also, e.g. Logical addresses are requested for certain applications, so that a function that is implemented in a location-specific manner at several different locations can also be carried out location-specifically by a mobile communication partner, i.e. that no bit combination of any kind of the useful information flow can unintentionally trigger a service function or vice versa. This is possible because the two types of modulation are chosen to be orthogonal to each other.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird im folgenden näher erläutert, wobei in den Zustandsdiagrammen Fig. 12 (Modulator) und 13 (Empfangsteil) mit Z0, Z1, Z2 .... die jeweiligen Zustände und mit T0, T1, T2 .... die Uebergänge (Transitionen) bezeichnet sind.The mode of operation of the device described above is explained in more detail below, the respective states and T0, T1, T2 ... in the state diagrams Fig. 12 (modulator) and 13 (receiving part) with Z0, Z1, Z2 ... . The transitions (Transitions) are designated.

Der Sende- und der Empfangsteil 10 bzw. 11 sowie das Schaltwerk 12 arbeiten in einer Handshaking-Betriebsweise zusammen (siehe auch Fig. 4). Der Sendeteil 10 meldet mit einem BS-Signal (bit to send, Anfrage) dem Schaltwerk 12, dass aktuell ein Startbit auf der Leitung Input_TxD zugeführt wurde und nun die Bits des ankommenden Charakters zu übertragen sind. Das Schaltwerk 12 meldet dem Sendeteil 10 mit einem S_Bit-Signal (send bit, Befehl), dass jetzt der Zeitpunkt für das Aussenden des Bits gegeben ist. In gleicher Art meldet der Empfangsteil 11 mit einem BR-Signal (bit received) dem Schaltwerk 12, dass er vom Empfänger 3 über die Leitung In_RxD ein Startbit erhalten hat. Das Schaltwerk 12 steuert nun mit einem R_Bit-Signal (receive a bit) die aktuellen Empfangszeitpunkte der nächsten zu empfangenden Bits.The transmitting and receiving parts 10 and 11 and the switching mechanism 12 work together in a handshaking mode of operation (see also FIG. 4). The transmitting part 10 uses a BS signal (bit to send, request) to report to the switching mechanism 12 that a start bit has currently been supplied on the Input_TxD line and that the bits of the incoming character are now to be transmitted. The switching mechanism 12 reports to the transmitting part 10 with an S_Bit signal (send bit, command) that the time for sending the bit is now given. In the same way, the receiving part 11 reports to the switching mechanism 12 with a BR signal (bit received) that it has received a start bit from the receiver 3 via the line In_RxD. The switching mechanism 12 now controls the current reception times of the next bits to be received with an R_bit signal (receive a bit).

Wenn ein Kommunikationspartner Uebermittlungsbedarf hat und noch kein Bit empfangen hat, so wartet er zwei Signalelementdauern, bevor er zu senden beginnt und hört während dieser Zeit, ob das Uebertragungsmedium nicht schon besetzt ist (carrier sense). Dann kennzeichnet er sich durch Setzen eines nicht weiter dargestellten Flip-Flops als initiierender Kommunikationspartner IKP, wobei gleichzeitig die Betriebsart "Test" aktiviert wird. Nun sendet er ein Startbit D doppelter Länge und schaltet am Ende der ersten halben Signalelementdauer tb (Fig. 8) von Senden auf Empfang, wonach er die nächste, zweite halbe Signalelementdauer tc wartet. Während dieser Zeit empfängt er ein Echo in Form eines Startbits B einfacher Länge (Fig. 8). Bei der anschliessenden Sendung der weiteren Bits des betreffenden Charakters werden diese ständig mit dem eintreffenden Echo verglichen, und bei Ungleichheit wird die Sendung abgebrochen. Nach Ende der Informationsübertragung und keinem weiteren Uebermittlungsbedarf wird die Kennzeichnung "IKP" des Kommunikationspartners durch Zurücksetzen des Flip-Flops wieder aufgehoben.If a communication partner needs to be transmitted and has not yet received a bit, it waits two signal element durations before it starts to send and during this time hears whether the transmission medium is not already occupied (carrier sense). Then he identifies himself by initiating a flip-flop, not shown, as the initiating communication partner IKP, the "Test" mode being activated at the same time. Now he sends a start bit D of double length and switches from transmission to reception at the end of the first half signal element duration tb (FIG. 8), after which he waits for the next, second half signal element duration tc. During this time, it receives an echo in the form of a start bit B of simple length (FIG. 8). When the further bits of the character concerned are subsequently transmitted, these are constantly compared with the incoming echo, and if the difference is unequal, the transmission is terminated. After the end of the information transmission and no further transmission requirement, the "IKP" marking of the communication partner is canceled by resetting the flip-flop.

Anhand der Fig. 12 wird der Sendevorgang weiter erläutert. Hierbei befindet sich der Modulator 10.2 in der Ausgangslage, d.h. im Zustand Z0. Sobald nun ein Bit zu senden ist, wird dies dem Modulator 10.2 vom Schaltwerk 12 gemeldet, wobei das System in Abhängigkeit von der Kommunikationspartner-Art (IKP oder EKP) in den Zustand Z5 bzw. Z1 springt und ein einfaches bzw. ein doppeltes Startbit ausgesendet wird. Ueber T2 bzw. T8 erreicht das System die Zustände Z2 bzw. Z6, wo ein nicht dargestellter S_Bit-Zähler dekrementiert und anschliessend gewartet wird. Nach dem Sprung über T3 bzw. T9 wird im Zustand Z3 das aktuelle Bit gesendet, entweder unmittelbar (wenn eine logische "1" dargestellt werden soll) oder nach einer Wartezeit von der halben Dauer des halben Signalelementes (im Falle einer logischen "0"). Der S_Bit-Zähler wird nach dem Sprung über T4 (negative Flanke von S_Bit) im Zustand Z4 dekrementiert und anschliessend wieder gewartet. Nach dieser Wartezeit kann das nächste Bit gesendet werden (T11, Z3). Am Ende eines Charakters werden noch zwei Pseudobits zu Synchronisationszwecken abgewartet, falls die Flow-bridge-Betriebsart in der Steuereinheit 1 aktiviert ist (T10). Während dieser Zeit ist der Ausgang des Modulators 10.2 blockiert. Ist dieser Kommunikationspartner ein IKP und trifft während dieser Zeit das neue Startbit ein, so wird von Z4 über T5 in den Zustand Z1 gewechselt, wo dieses als Startbit mit doppelter Länge gesendet wird. Falls der Kommunikationspartner ein EKP ist, wird über die Transition T12 in den Zustand Z5 gesprungen. Falls dieses Startbit nicht unmittelbar folgt, wird über T6 wiederum in den Zustand Z0 als Ausgangslage gesprungen (Damit ist die Flow-bridge aufgebrochen).The transmission process is further explained with reference to FIG. 12. Here, the modulator 10.2 is in the starting position, i.e. in state Z0. As soon as a bit is to be sent, this is reported to the modulator 10.2 by the switching mechanism 12, the system jumping to the state Z5 or Z1 depending on the type of communication partner (IKP or EKP) and sending out a single or a double start bit becomes. The system reaches states Z2 or Z6 via T2 or T8, where an S_bit counter (not shown) is decremented and then serviced. After the jump via T3 or T9, the current bit is sent in state Z3, either immediately (if a logical "1" is to be displayed) or after a waiting time of half the duration of half the signal element (in the case of a logical "0") . After the jump via T4 (negative edge of S_Bit), the S_Bit counter is decremented in state Z4 and then waited again. After this waiting time, the next bit can be sent (T11, Z3). At the end of a character, two pseudo bits are waited for synchronization purposes if the flow bridge mode is activated in control unit 1 (T10). During this time, the output of the modulator 10.2 is blocked. If this communication partner is an IKP and the new start bit arrives during this time, Z4 changes to state Z1 via T5, where it is sent as a double-length start bit. If the communication partner is an EKP, the transition jumps to state Z5 via transition T12. If this start bit does not immediately follow, jump to state Z0 as the starting position is again made via T6 (the flow bridge is thus broken).

Der Multiplexer 10.3 (Fig. 4) hat die Aufgabe, entsprechend der Systemkonfiguration sicherzustellen, dass die richtige Signalquelle auf den Modulator 10.2 geschaltet wird. Signalquellen in diesem Sinne können sein:

  • 1) Das über die Leitung TxD zugeführte Signal (eigentlicher Informationsfluss),
  • 2) Das unmittelbar über die Uebermittlungsstrecke empfangene Signal (Loop_back mode, wenn der Kommunikationspartner ein EKP ist und ein CSMA/CA-Protokoll angewendet wird), und
  • 3) optional eine Geräteadresse, wenn der Empfänger über einen allgemeinen Aufruf von der Uebermittlungsstrecke her dazu aufgefordert wurde.
The multiplexer 10.3 (FIG. 4) has the task of ensuring, according to the system configuration, that the correct signal source is switched to the modulator 10.2. Signal sources in this sense can be:
  • 1) The signal supplied via the TxD line (actual information flow),
  • 2) The signal received directly via the transmission link (Loop_back mode if the communication partner is on EKP is and a CSMA / CA protocol is applied), and
  • 3) optionally a device address if the recipient was requested to do so by a general call from the transmission link.

Wenn ein Kommunikationspartner, der keinen Uebermittlungsbedarf hat, ein Bit empfängt, kennzeichnet er sich durch Setzen eines nicht dargestellten, weiteren Flip-Flops als empfangender Kommunikationspartner EKP. Ist das Bit ein Startbit D doppelter Länge und ist die Betriebsart "Loop_back" aktiviert, so wird nach Empfang des Startbits D doppelter Länge das Ende der ersten halben Signalelementdauer tb abgewartet und dann von Empfang auf Senden umgeschaltet und ein Echo in Form eines Startbits B einfacher Länge während der zweiten halben Signalelementdauer tc zurückgesendet (Fig. 8). In gleicher Weise werden alle weiteren empfangenen Bits als Echo zurückgesendet, bis die Informationsübertragung abgeschlossen ist, wonach das weitere Flip-Flop zurückgesetzt und damit die Kennzeichnung des Kommunikationspartners wieder aufgehoben wird.If a communication partner who has no need for transmission receives a bit, it identifies itself as a receiving communication partner EKP by setting a further flip-flop, not shown. If the bit is a start bit D of double length and the operating mode "Loop_back" is activated, after receiving the start bit D of double length the end of the first half signal element duration tb is waited for and then switched from reception to transmission and an echo in the form of a start bit B is easier Length sent back during the second half signal element duration tc (Fig. 8). In the same way, all further bits received are sent back as an echo until the information transmission is complete, after which the further flip-flop is reset and the identification of the communication partner is thus removed again.

Anhand der Fig. 13 wird die Funktion des Empfangsteiles 11 beim Empfang der Bits näher erläutert. Ausgangslage ist der Zustand Z0. Ein Wechsel des Zustandes wird hier immer ausgelöst durch das Erscheinen der positiven Flanke eines Startbits, das vom Empfänger 3 über die Leitung In_RxD eingeführt wird. Falls die Einrichtung für Flow-bridge-Betrieb konfiguriert ist, wird im nächsten Zustand ein nicht dargestellter Empfangszähler mit dem Wert 13 geladen, sonst mit dem Wert 11. Ebenso wird ein nicht dargestelltes Flip-Flop, das meldet, wenn während dem Empfang eines Charakters ein Schwingungspaket nicht detektiert wurde, zurückgesetzt. Ein BR-Flip-Flop wird gesetzt, welches dem Schaltwerk meldet, dass ein Bit zu empfangen ist. Das Startbit selbst wird in den einen nicht dargestellten Zwischenspeicher geladen. Sobald vom Schaltwerk 12 das R_Bit-Signal (positive Flanke) als Handshake-Signal zum BR-Signal ausgegeben wird, wird entsprechend der aktuellen Kommunikationspartner-Art (IKP oder EKP) in den Zustand Z5 bzw. Z8 gesprungen. Wenn der Kommunikationspartner IKP ist, wartet er im Zustand Z5. Ist er hingegen EKP, wird er jetzt im Zustand Z8 das In_RxD-Signal durch impulsartiges Entladen eines nicht dargestellten Kondensators zurücksetzen und anschliessend warten. Falls nun bis Ende des halben Signalelementes (gemeldet durch die negative Flanke des R_Bit-Signals) der Kondensator durch ein Schwingungspaket wieder aufgeladen werden kann, wird dies durch die positive Flanke des In_RxD-Signals gemeldet. In diesem Falle wurde ein Startbit von doppelter Länge erkannt, was zu einem Wechsel in den Zustand Z7 führt, wo auf das Ende des halben Signalelementes gewartet wird. Der Kommunikationspartner hat in dieser Situation im Loop_back-Betrieb das Signal unmittelbar wieder als Echo zurückzusenden. Dies entspricht einer direkten Verbindung des EKP zum IKP.13, the function of the receiving part 11 when receiving the bits is explained in more detail. The starting point is state Z0. A change of state is always triggered here by the appearance of the positive edge of a start bit, which is introduced by receiver 3 via line In_RxD. If the device is configured for flow bridge operation, a receive counter (not shown) is loaded with the value 13 in the next state, otherwise with the value 11. Likewise, a flip-flop, not shown, which reports if a character is received a vibration packet was not detected, reset. A BR flip-flop is set, which reports to the switching mechanism that a bit can be received. The start bit itself is loaded into a buffer, not shown. As soon as the R_Bit signal (positive edge) is output by the switching mechanism 12 as a handshake signal for the BR signal, the state Z5 or Z8 is jumped to in accordance with the current communication partner type (IKP or EKP). If the communication partner Is IKP, it waits in state Z5. If, on the other hand, it is EKP, it will now reset the In_RxD signal in state Z8 by pulsing discharging of a capacitor (not shown) and then wait. If the capacitor can be recharged by an oscillation packet by the end of half the signal element (reported by the negative edge of the R_Bit signal), this is reported by the positive edge of the In_RxD signal. In this case, a start bit of double length was recognized, which leads to a change to state Z7, where the end of half the signal element is waited for. In this situation, the communication partner has to send the signal back as an echo in Loop_back mode. This corresponds to a direct connection between the EKP and the IKP.

Hat er jedoch bis Ende des halben Signalelementes keinen In_RxD-Impuls erhalten, (einfache Länge des Startbits) so hat er das Startbit eines EKP detektiert und darf deshalb kein Signalecho zurücksenden. Der Sender muss blockiert werden. Dies geschieht durch Uebergang in den Zustand Z6. Das Kriterium, um in diesen Zustand zu gelangen (T7), ist das Erscheinen der negativen Flanke des R_Bit-Signals, die das Ende des halben Signalelementes markiert, bevor das In_RxD-Signal erscheint. Wird noch vorher die positive Flanke des In_RxD-Signals erkannt, erfolgt der Uebergang in Z7, wo dann auf das Ende des halben Signalelementes gewartet wird. T8 ist ein unmittelbarer Sprung nach dem Blockieren des Senders im Loop_back mode.However, if he has not received an In_RxD pulse by the end of half the signal element (simple length of the start bit), he has detected the start bit of an EKP and must therefore not send back a signal echo. The transmitter must be blocked. This is done by transitioning to state Z6. The criterion to get into this state (T7) is the appearance of the negative edge of the R_Bit signal, which marks the end of half the signal element before the In_RxD signal appears. If the positive edge of the In_RxD signal is recognized beforehand, the transition takes place in Z7, where the end of half the signal element is then waited for. T8 is an immediate jump after blocking the transmitter in Loop_back mode.

Im Zustand Z9 wird der Empfangszähler dekrementiert, das empfangene Bit ausgegeben und auf das nächste halbe Signalelement für den Empfang gewartet. Dieser Zeitpunkt wird durch das R_Bit-Signal vom Schaltwerk 12 gemeldet, was den Uebergang T20 in den Zustand Z10 veranlasst. In diesem Zustand wird ein nicht dargestellter Diskriminatorzähler initialisiert. Wird nun während der ersten Hälfte des halben Signalelementes die steigende Flanke des In_RxD-Signals detektiert, so wird ein Zwischenspeicher auf logisch "1" gesetzt und anschliessend das Ende des halben Signalelementes abgewartet (Z10, T18, Z13, T16, Z14).In state Z9, the receive counter is decremented, the received bit is output and the next half signal element is awaited for reception. This time is reported by the R_Bit signal from the switching mechanism 12, which causes the transition T20 to the state Z10. In this state, a discriminator counter (not shown) is initialized. If the rising edge of the In_RxD signal is now detected during the first half of the half signal element, a buffer is set to logic "1" and the end of half the signal element is then waited for (Z10, T18, Z13, T16, Z14).

Falls der Diskriminatorzähler über die halbe Dauer des halben Signalelementes hinausgezählt hat und erst dann die positive Flanke des In_RxD-Signals erscheint, wird logisch "0" in den Zwischenspeicher geschrieben. (Z10, T19, Z12, T15, Z14).If the discriminator counter has counted over half the duration of half the signal element and only then does the positive edge of the In_RxD signal appear, logic "0" is written into the buffer. (Z10, T19, Z12, T15, Z14).

Wenn auch in der zweiten Hälfte des Signalelementes kein In_RxD-Signal erschienen ist (Signalelement-Ende erscheint, bevor der Diskriminatorzähler durch das In_RxD-Signal gestoppt wurde), so wird der Zustand Z10 über T14 verlassen, und das erwartete, aber fehlende Schwingungspaket wird im Zustand Z11 durch Setzen eines Flip-Flops markiert. Die steigende Flanke dieses Signals kann nach aussen als "Fehlermeldung" gemeldet werden. Der Vergleich der steigenden Flanke mit dem aktuell zu empfangenden Bit kann aber auch für die Detektion des vierten Signalalphabet-Elementes verwendet werden. Die Zustände Z14 bzw. Z11 werden bei Ende des halben Signalelementes verlassen und es erfolgt der Sprung in den Zustand Z9. Dort wird das sich im Zwischenspeicher befindliche Bit ausgegeben und der Emfpangszähler dekrementiert. In diesen Kreisen (Z9, Z10, Z12 oder Z13 sowie Z14 oder Z11, Z9) werden nun die übrigen Bits in analoger Art empfangen. Falls das letzte Bit empfangen wurde und der Kommunikationspartner im Flow-bridge-Mode konfiguriert ist, wird über T21 in den Zustand Z15 gewechselt, wo der Diskriminator gestoppt wird. Es werden nun noch zwei Pseudobits zur Ueberbrükkung "empfangen", und falls in dieser Zeit ein neues Startbit empfangen wird, wird wieder in den entsprechenden Zustand Z2 bzw. Z4 (T17 bzw. T28) gewechselt. Ist ein Startbit in dieser Zeitdauer nicht angekommen, so wird angenommen, dass nicht nur das Charakterende, sondern das Messageende empfangen wurde und der Kommunikationspartner wieder den Ursprungszustand annehmen kann, wo er die Kommunikationspartner-Art (EKP, IKP) entsprechend der dann vorliegenden aktuellen Situation wieder neu kennzeichnet. Dieser Uebergang erfolgt über T22, Z17, wo das BR-Signal zurückgesetzt wird, T26, Z18 (Stopbit wird ausgegeben), und T27.If no In_RxD signal has appeared in the second half of the signal element (end of signal element appears before the discriminator counter has been stopped by the In_RxD signal), state Z10 is exited via T14 and the expected but missing oscillation package is im State Z11 marked by setting a flip-flop. The rising edge of this signal can be reported externally as an "error message". The comparison of the rising edge with the bit currently to be received can also be used for the detection of the fourth signal alphabet element. The states Z14 and Z11 are left at the end of half the signal element and the jump to state Z9 takes place. There the bit in the buffer is output and the reception counter is decremented. In these circles (Z9, Z10, Z12 or Z13 and Z14 or Z11, Z9) the remaining bits are now received in an analog way. If the last bit has been received and the communication partner is configured in flow bridge mode, T21 switches to state Z15, where the discriminator is stopped. Two pseudo bits for bridging are now "received", and if a new start bit is received during this time, the system switches back to the corresponding state Z2 or Z4 (T17 or T28). If a start bit has not arrived in this period, it is assumed that not only the character end but also the message end has been received and the communication partner can return to the original state, where it can change the communication partner type (EKP, IKP) according to the current situation marks again. This transition takes place via T22, Z17, where the BR signal is reset, T26, Z18 (stop bit is output), and T27.

Obwohl beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel als Uebertragungsmedium der mobilen Kommunikationspartner Infrarotlicht angenommen wurde, ist es ohne weiteres klar, dass dasselbe Verfahren und die grundsätzlich gleichen Einrichtungen auch bei Funkübertragung (selbstverständlich mit entsprechenden Sendern und Empfängern) anwendbar sind. Das vorgeschlagene Verfahren kann aber auch bei anderen Uebertragungsmedien angewendet werden, die - wie beispielsweise Lichtwellenleiter - nur für Half-Duplex-, nicht aber für Full-Duplex-Betrieb geeignet sind.Although in the exemplary embodiment described above, the mobile communication partner infrared light was assumed as the transmission medium, it is readily apparent that the same method and fundamentally the same devices can also be used for radio transmission (of course with corresponding transmitters and receivers). However, the proposed method can also be used with other transmission media which - such as optical fibers - are only suitable for half-duplex operation, but not for full-duplex operation.

Claims (13)

Verfahren zur bidirektionalen Informationsübertragung, wobei die Uebertragung unter Anwendung eines Protokolls zwischen Kommunikationspartnern (KP1, KP2) durchgeführt wird, die je Sender und Empfänger aufweisen, und wobei die Informationen bitseriell übertragen werden und die Richtung der Informationsflüsse umschaltbar ist,
dadurch gekennzeichnet, - dass ein Kommunikationspartner, der Uebermittlungsbedarf hat und noch kein Bit empfangen hat, sich vor dem Senden als initiierender Kommunikationspartner (IKP) kennzeichnet, - dass ein Kommunikationspartner, der keinen Uebermittlungsbedarf hat, jedoch ein Bit empfangen hat, sich als empfangender Kommunikationspartner (EKP) kennzeichnet, - dass der initiierende Kommunikationspartner (IKP) zu Beginn der Informationsübertragung ein seine Kennzeichnung ausdrückendes Startbit (D) doppelter Länge aussendet und dann eine bestimmte Zeit (tc) wartet, - dass der empfangende Kommunikationspartner (EKP) nach dem Empfang des Startbits (D) doppelter Länge während der bestimmten Zeit (tc) ein Echo in Form eines Startbits (B) einfacher Länge zurücksendet, - dass der initiierende Kommunikationspartner (IKP) nach jedem gesendeten Bit eines Charakters ein Echo abwartet, - dass der initiierende Kommunikationspartner (IKP) jeweils das gesendete Bit mit dem empfangenen Echo vergleicht und bei Ungleicheit seine Sendung abbricht, - und dass nach Ende der Informationsübertragung und keinem weiteren Uebermittlungsbedarf die Kennzeichnung des initiierenden (IKP) und des empfangenden Kommunikationspartners (EKP) wieder aufgehoben wird. Method for bidirectional information transmission, the transmission being carried out using a protocol between communication partners (KP1, KP2), which have each transmitter and receiver, and wherein the information is transmitted bit-serially and the direction of the information flows can be switched,
characterized by that a communication partner that needs to be transmitted and has not yet received a bit, identifies itself as an initiating communication partner (IKP) before sending, that a communication partner who has no need to transmit, but has received a bit, identifies himself as the receiving communication partner (EKP), - that the initiating communication partner (IKP) sends a start bit (D) of its length expressing its identification at the beginning of the information transmission and then waits for a certain time (tc), that the receiving communication partner (EKP) sends back an echo in the form of a start bit (B) of single length after receiving the start bit (D) of double length for the specified time (tc), - that the initiating communication partner (IKP) waits for an echo after each bit of a character is sent, that the initiating communication partner (IKP) compares the transmitted bit with the received echo and, if it is not equal, cancels its transmission, - And that the identification of the initiating (IKP) and the receiving communication partner (EKP) is removed after the end of the information transfer and no further transmission needs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht im Emfpangsbereich des initiierenden Kommunikationspartners (IKP), jedoch im Empfangsbereich des empfangenden Kommunikationspartners (EKP) liegender Kommunikationspartner das Echo in Form eines Startbits (B) einfacher Länge empfängt und damit selbst zu einem empfangenden Kommunikationspartner (EKP) wird, wobei er das Startbit (B) einfacher Länge als von einem empfangenden Kommunikationspartner (EKP) kommend interpretiert und kein Echo zurücksendet.A method according to claim 1, characterized in that a communication partner not in the reception area of the initiating communication partner (IKP), but in the reception area of the receiving communication partner (EKP) receives the echo in the form of a start bit (B) of simple length and thus itself to a receiving communication partner (EKP), whereby it interprets the start bit (B) of simple length as coming from a receiving communication partner (EKP) and does not send back an echo. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bits in Form von Impulsen übertragen werden, die mittels einer Kombination aus Pulspositions- und Pulsbreitenmodulation moduliert sind.A method according to claim 1, characterized in that the bits are transmitted in the form of pulses which are modulated by means of a combination of pulse position and pulse width modulation. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse aus den Umhüllenden von Schwingungspaketen (Bursts) gebildet sind.A method according to claim 3, characterized in that the pulses are formed from the envelopes of vibration packets (bursts). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Impuls (B) für die Kennzeichnung von logisch "1" halb so lang wie die Hälfte (tb) des zeitlichen Abstandes (ta) zwischen den zu sendenden Bits ist und am Anfang der ersten Hälfte (tb) beginnt, - dass ein Impuls (C) für die Kennzeichnung von logisch "0" halb so lang wie die Hälfte (tb) des genannten zeitlichen Abstandes (ta) ist und in der Mitte der ersten Hälfte (tb) beginnt, - dass ein Impuls (D), der annähernd so lang wie die Hälfte (tb) des genannten zeitlichen Abstandes (ta) ist, als doppelt logisch "1" gewertet wird, - und dass kein Impuls (A) während der Dauer der Hälfte (tb) des zeitlichen Abstandes (ta) als doppelt logisch "0" gewertet wird. A method according to claim 3, characterized in that a pulse (B) for the identification of logic "1" is half as long as half (tb) of the time interval (ta) between the bits to be sent and begins at the beginning of the first half (tb), - that an impulse (C) for the identification of logical "0" is half as long as half (tb) of the said time interval (ta) and begins in the middle of the first half (tb), a pulse (D), which is approximately as long as half (tb) of the said time interval (ta), is rated as double logic "1", - And that no pulse (A) during the period of half (tb) of the time interval (ta) is rated as double logical "0". Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kommunikationspartner mindestens während der Zeit zweier zeitlicher Abstände (ta) mithört, bevor er zu senden beginnt.A method according to claim 5, characterized in that each communication partner overhears at least during the time of two time intervals (ta) before starting to transmit. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Sendung keines Impulses (A) als Inhalt des ersten zu übertragenden Datenbits (D0) eines Charakters der Uebergang in eine Servicefunktion markiert wird, wobei mit den nachfolgenden Datenbits (D1-D7) Servicebefehle übermittelt werden.Method according to Claim 5, characterized in that when no pulse (A) is transmitted, the transition to a service function is marked as the content of the first data bit (D0) of a character to be transmitted, service commands being transmitted with the subsequent data bits (D1-D7). Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwei Kommunikationspartner im aktuellen Sende/Empfangsbereich vorhanden und durch Adressen gekennzeichnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichzeitigem Sendebeginn dieser Kommunikationspartner beide ihre Sendung wieder einstellen und eine bestimmte Zeit warten, und dass für die Bestimmung der Zeitpunkte eines erneuten Sendebeginns die Adressen der Kommunikationspartner verwendet werden.A method according to claim 1, wherein two communication partners are present in the current transmission / reception area and are identified by addresses, characterized in that when the transmission starts at the same time, these communication partners both stop their transmission and wait a certain time, and that for the determination of the times of a new transmission start the addresses of the communication partners are used. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zweiten Sendeversuch derjenige Kommunikationspartner, der eine logische "0" im letzten Bit seiner Adresse hat, zuerst sendet und derjenige mit einer logischen "1" im letzten Bit seiner Adresse eine Zeiteinheit später sendet, und dass bei weiteren erforderlichen Sendeversuchen jeweils auf das nächste Adress-Bit übergegangen wird, bis das höchstwertige Adress-Bit erreicht ist.Method according to Claim 8, characterized in that, in the case of a second transmission attempt, the communication partner which has a logical "0" in the last bit of its address sends first and the one with a logical "1" in the last bit of its address sends a time unit later, and that in the event of further necessary transmission attempts, the next address bit is passed until the most significant address bit is reached. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der initiierende Kommunikationspartner (IKP) und der empfangende Kommunikationspartner (EKP) sich je durch Setzen eines Speichers kennzeichnen.A method according to claim 1, characterized in that the initiating communication partner (IKP) and the receiving communication partner (EKP) each identify themselves by setting a memory. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Kommunikationspartner (KP1, KP2) vorhanden sind, die je einen Sender (2) und einen Empfänger (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, - dass eine mit dem Sender (2) und dem Empfänger (3) verbundene Steuereinheit (1) einen Speicher für die Kennzeichnung als initiierender Kommunikationspartner (IKP) und einen weiteren Speicher für die Kennzeichnung als empfangender Kommunikationspartner (EKP) aufweist, - und dass die Steuereinheit (1) einen ersten Eingang (Test) und einen zweiten Eingang (Loop_back) aufweist, wobei der erste Eingang (Test) mit dem einen Speicher und der zweite Eingang (Loop_back) mit dem weiteren Speicher in Verbindung steht. Device for carrying out the method according to claim 1, wherein at least two communication partners (KP1, KP2) are present, each having a transmitter (2) and a receiver (3), characterized in that - that a control unit (1) connected to the transmitter (2) and the receiver (3) has a memory for identification as an initiating communication partner (IKP) and a further memory for identification as a receiving communication partner (EKP), - And that the control unit (1) has a first input (test) and a second input (loop_back), the first input (test) being connected to the one memory and the second input (loop_back) being connected to the further memory. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuereinheit (1) über eine erste Leitung (Out_TxD) mit dem Sender (2) und eine zweite Leitung (In_RxD) mit dem Empfänger (3) verbunden ist, - dass die Steuereinheit (1) mit einem Oszillator (4) in Verbindung steht, - und dass ein Spannungspegelwandler (5) vorgesehen ist, der über eine dritte Leitung (Input_TxD) und eine vierte Leitung (Output_RxD) an der Steuereinheit (1) angeschlossen ist, und der über eine fünfte Leitung (TxD) die zu sendenden Informationen erhält und über eine sechste Leitung (RxD) die empfangenen Informationen abgibt. Device according to claim 11, characterized in - The control unit (1) is connected to the transmitter (2) and a second line (In_RxD) to the receiver (3) via a first line (Out_TxD), - That the control unit (1) is connected to an oscillator (4), - And that a voltage level converter (5) is provided, which is connected to the control unit (1) via a third line (Input_TxD) and a fourth line (Output_RxD), and which receives the information to be sent via a fifth line (TxD) and delivers the received information via a sixth line (RxD). Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, - dass die Steuereinheit (1) einen Sendeteil (10), einen Empfangsteil (11) und ein Schaltwerk (12) aufweist, die miteinander verbunden sind, - dass der Sendeteil (10) einen Modulator (10.2) und einen Multiplexer (10.3) aufweist, - wobei das Schaltwerk (12) das Zusammenwirken des Sendeteils (10) und des Empfangsteils (11) beim Senden bzw. Empfangen von Informationen koordiniert. Device according to claim 12, characterized in - That the control unit (1) has a transmitting part (10), a receiving part (11) and a switching mechanism (12), which are connected to each other, - That the transmitting part (10) has a modulator (10.2) and a multiplexer (10.3), - The switching mechanism (12) coordinates the interaction of the transmitting part (10) and the receiving part (11) when sending or receiving information.
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